CN108757762A - 机械压力机离合器摩擦块智能测控装置 - Google Patents

Abstract

机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，包括离合器、高速齿轮轴和制动器，高速齿轮轴一端设有离合器，另一端设有制动器，所述离合器上分别设有离合器摩擦块磨损量检测控制系统和离合器摩擦块更换报警控制系统，所述制动器端部设有离合器传动轴旋转角度检测控制系统，所述离合器摩擦块磨损量检测控制系统包括设置在压盖外端部的旋转接头，所述旋转接头上设有接近开关A，所述离合器压盘端部设有与接近开关A配合检测摩擦块磨损量的检测架，离合器活塞盖与飞轮之间设有若干调整垫片，所述接近开关A通过导线与PLC控制器连接，它具有结构设计合理独特、安全可靠、运行高效、智能测控等优点。

Description

机械压力机离合器摩擦块智能测控装置

技术领域：

本发明涉及机械压力机技术领域，具体涉及机械压力机离合器摩擦块智能测控装置。

背景技术：

如图1所示，现有机械压力机传动机构主要包括离合器、飞轮、高速齿轮轴、中间轴、人字齿轮、制动器、链条、凸轮控制器、偏心齿轮、芯轴和连杆等部件，其中离合器是机械压力机的主要部件之一。

目前，市场上大型机械压力机普遍采用摩擦块式的离合器，该种离合器通过气压和弹簧配合控制离合器的通断动作，进而实现整个传动系统的连接与动作。实际工作中，离合器与制动器采用气动联锁控制，当开动压力机行程时，电磁双阀和二位三通电磁阀同时动作，压缩空气经电磁双阀快速进入制动器使制动盘脱开，然后离合器通气结合带动传动机构运转；当要停止压力机行程时，电磁双阀与电磁阀同时动作，离合器气缸排气，摩擦盘在弹簧作用下脱开，动力传递被切断，飞轮空转。

众所周知，采用摩擦块式的离合器在工作过程中持续磨损，随着离合器摩擦块磨损增大，会产生一系列问题：一是随着摩擦块磨损增大，离合器活塞行程增大，离合器活塞气腔的体积相应增大，但在离合器进气管直径一定，进气量一定的情况下，就会造成进气时间增长，当制动时，因离合器活塞腔内空气总容积增大，造成排气时间加长，进而造成离合器脱开时间加长，当脱开时间大于制动时间时，离合器和制动器同时作用，压力机就会刹不住车，容易产生安全事故。同时离合器轴、摩擦盘连接键、摩擦盘、摩擦块所受的扭矩增大，对各部位的损伤都大，影响整个压力机的使用寿命。二是离合器工作过程中摩擦块持续磨损，需要操作者不定期的检查摩擦块磨损情况，并根据情况来撤掉调整垫片，且调整垫片更换需拆卸掉离合器，当调整垫片全部撤掉之后还需要更换摩擦块。一旦操作者检查不及时，摩擦块的磨损量超过调整垫片的厚度时，就会造成机械压力机离合器打滑，使滑块冲压力不足，造成废品，而且离合器打滑后的滑块复位也比较困难。三是摩擦块的磨损情况因没有定量，操作者往往不清楚何时更换摩擦块，只能根据经验来判断，这就会加大操作者技术水平要求，增加劳动强度，降低生产效率。四是传统结构凸轮控制器连接在中间轴上，从离合器制动到最终凸轮停止转动，中间环节的齿轮间隙、链条的松紧等都会造成误差的出现，不能准确的反应停止角度。上述技术问题的存在制约机械压力机广泛使用和产品质量提升，更无法满足机械压力机自动化生产线的智能化测控需要。

发明内容：

本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，它具有结构设计合理独特、安全可靠、运行高效、智能测控等优点，提高了机械压力机运行效率和智能自动化，提高了产品质量，实现了机械压力机及自动化生产线离合器摩擦块的智能化测控，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，包括离合器、高速齿轮轴和制动器，高速齿轮轴一端设有离合器，另一端设有制动器，所述离合器包括飞轮、摩擦盘、摩擦块支架、离合器摩擦块、离合器压盘、离合器活塞、离合器活塞盖和压盖，摩擦盘与飞轮连接，若干离合器摩擦块设置在摩擦块支架内，离合器活塞与离合器压盘连接，离合器活塞盖与离合器压盘之间连接有离合器弹簧装置，所述制动器包括制动器压盘，所述离合器上分别设有离合器摩擦块磨损量检测控制系统和离合器摩擦块更换报警控制系统，所述制动器端部设有离合器传动轴旋转角度检测控制系统，所述离合器摩擦块磨损量检测控制系统包括设置在压盖外端部的旋转接头，所述旋转接头上设有接近开关A，所述离合器压盘端部设有与接近开关A配合检测摩擦块磨损量的检测架，离合器活塞盖与飞轮之间设有若干调整垫片，所述接近开关A通过导线与PLC控制器连接。

所述离合器活塞与离合器活塞盖相对的端面上设有尼龙缓冲垫，所述尼龙缓冲垫高出离合器活塞端面的高度为U型调整垫片的厚度。

所述离合器摩擦块与离合器压盘之间设有与U型调整垫片厚度相等的间距。

所述调整垫片为U型调整垫片，U型调整垫片通过带孔螺栓固定。

所述接近开关A的检测距离是U型调整垫片厚度的2倍。

所述离合器活塞盖与飞轮之间端部设有若干U型调整垫片，所述飞轮端部对应设有U型调整垫片的位置设有防止U型调整垫片飞出的垫片挡板，所述垫片挡板通过螺栓和弹簧垫安装在飞轮上。

所述离合器弹簧装置包括离合器弹簧销，所述离合器弹簧销一端穿过离合器压盘和离合器活塞盖通过螺母固定，另一端依次安装有弹簧、弹簧垫圈和带槽螺母，所述弹簧设置在离合器压盘和弹簧垫圈之间。

所述检测架为L型检测架，L型检测架通过螺栓和弹簧垫安装在离合器压盘端部。

所述离合器传动轴旋转角度检测控制系统包括安装在制动器压盘上的支架，所述支架中心设有固定套，所述固定套内设有连接轴，所述连接轴一端安装在高速齿轮轴轴端压盘上，另一端安装有凸轮，所述凸轮上设有缺口，固定套外端面上设有与凸轮配合的接近开关B，所述连接轴外侧端部通过联轴器与旋转编码器连接，所述接近开关B和旋转编码器通过导线分别与PLC控制器连接。

所述连接轴与固定套之间安装有轴承，两轴承之间的连接轴上设有定位套，连接轴通过销子设置在轴端压盘内，所述旋转编码器通过编码器支座固定在固定套上，所述接近开关B通过接近开关支架固定在固定套上。

所述旋转编码器为绝对值式旋转编码器。

所述离合器摩擦块更换报警控制系统包括至少一块内部安装有信号发生器的离合器摩擦块和用于接收信号发生器信号的信号接收器，所述离合器摩擦块设置在摩擦块支架上，所述信号接收器与PLC控制器连接。

所述信号发送器为RFID芯片，所述信号接收器为脉冲信号接收器。

所述摩擦块支架上对称设有两块内部设有RFID芯片的离合器摩擦块。

RFID芯片设置在离合器摩擦块内部，且RFID芯片到离合器摩擦块靠近脉冲信号接收器一端端面距离大于U型调整垫片的厚度。

所述脉冲信号接收器设置在接收器支架上。

本发明采用上述方案，针对现有离合器摩擦块磨损后存在的技术问题，设计了机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，通过在机械压力机传动机构上设计离合器摩擦块磨损量检测控制系统、离合器传动轴旋转角度检测控制系统和离合器摩擦块更换报警控制系统，可以准确及时自动检测控制离合器摩擦块磨损情况，并根据磨损程度进行相应的维护、更换。整体结构设计独特，安全可靠、高效、对摩擦块磨损进行智能测控，提高机械压力机运行效率和智能自动化程度，提高产品质量，实现对机械压力机及自动化生产线离合器摩擦块的智能化检测和控制。

附图说明：

图1为现有机械压力传动机构结构示意图；

图2为本发明机械压力机离合器摩擦块智能测控装置的结构示意图；

图3是本发明机械压力机离合器部分结构示意图；

图4是图2中X部局部放大图；

图5是图4中A-A向结构示意图；

图6是本发明安装有RFID芯片的离合器摩擦块结构示意图；

图7是本发明安装有RFID芯片的离合器摩擦块的俯视图；

图中，1、离合器，2、飞轮，3、高速齿轮轴，4、制动器，5、摩擦盘，6、离合器摩擦块，7、RFID芯片，8、垫片挡板，9、U型调整垫片，10、带孔螺栓，11、离合器压盘，12、离合器活塞盖，13、楔键，14、顶丝，15、轴端端盖，16、压盖，17、旋转接头，18、接近开关固定座，19、接近开关A，20、摩擦块支架，21、离合器活塞，22、尼龙缓冲垫，23、检测架，24、离合器弹簧销，25、弹簧，26、弹簧垫圈，27、带槽螺母，28、脉冲信号接收器，29、接收器支架，30、飞轮支撑套，31、制动器压盘，32、支架，33、轴端压盘，34、销子，35、固定套，36、连接轴，37、凸轮，38、旋转编码器，39、编码器支座，40、联轴器，41、轴承，42、定位套，43、接近开关B，44、接近开关支架，45、缺口，46、链条，47、凸轮控制器、48、中间轴。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图2-7所示，机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，包括离合器1、高速齿轮轴3和制动器4，高速齿轮轴3一端设有离合器1，另一端设有制动器4，离合器1包括飞轮2、摩擦盘5、摩擦块支架20、离合器摩擦块6、离合器压盘11、离合器活塞21、离合器活塞盖12和压盖16，摩擦盘5与飞轮2连接，若干离合器摩擦块6设置在摩擦块支架20内，离合器活塞21与离合器压盘11连接，离合器活塞盖12与离合器压盘11之间连接有离合器弹簧装置，制动器4包括制动器压盘31，离合器1上分别设有离合器摩擦块磨损量检测控制系统和离合器摩擦块更换报警控制系统，制动器4端部设有离合器传动轴旋转角度检测控制系统，离合器摩擦块磨损量检测控制系统包括设置在压盖16外端部的旋转接头17，旋转接头17上设有接近开关A19，离合器压盘11端部设有与接近开关A19配合检测摩擦块6磨损量的检测架23，离合器活塞盖12与飞轮2之间设有若干U型调整垫片9，接近开关A19通过导线与PLC控制器连接。通过在机械压力机传动机构上设计离合器摩擦块磨损量检测控制系统、离合器传动轴旋转角度检测控制系统和离合器摩擦块更换报警控制系统，可以准确及时自动检测控制离合器摩擦块磨损情况，并根据磨损程度进行相应的维护、更换。整体结构设计独特，安全可靠、高效、对摩擦块磨损进行智能测控，提高机械压力机运行效率和智能自动化程度，提高产品质量，实现对机械压力机及自动化生产线离合器摩擦块的智能化检测和控制。

离合器活塞21与离合器活塞盖12相对的端面上设有尼龙缓冲垫22，尼龙缓冲垫22高出离合器活塞21端面2mm。

离合器摩擦块6与离合器压盘11之间留有2mm的间距，U型调整垫片9的厚度为2mm，接近开关A19的检测距离为4mm。

离合器活塞盖12与飞轮2之间端部设有若干U型调整垫片9，U型调整垫片9通过带孔螺栓10固定，在飞轮2端部对应设有U型调整垫片9的位置设有防止U型调整垫片9飞出的垫片挡板8，垫片挡板8通过螺栓和弹簧垫安装在飞轮2上。当离合器摩擦块6磨损量在一定范围内时，通过减少U型调整垫片9的数量，来弥补离合器摩擦块6的磨损量，本申请的U型调整垫板9安装结构不仅拆卸、安装方便，而且能够防止飞出，安全可靠。

离合器弹簧装置包括离合器弹簧销24，离合器弹簧销24一端穿过离合器压盘11和离合器活塞盖12通过螺母固定，另一端安装有弹簧25、弹簧垫圈26和带槽螺母27。

检测架23为L型检测架，L型检测架通过螺栓和弹簧垫安装在离合器压盘11端部。检测架23随离合器活塞21一起运动，与接近开关A19配合实现精确检测离合器摩擦块6的磨损量是否超出范围。

离合器传动轴旋转角度检测控制系统包括安装在制动器压盘31上的支架32，支架32中心设有固定套35，固定套35内设有连接轴36，连接轴36一端安装在高速齿轮轴3轴端压盘33上，另一端安装有凸轮37，凸轮37上设有缺口45，固定套35外端面上设有与凸轮37配合的接近开关B43，连接轴36外侧端部通过联轴器40与旋转编码器38连接，接近开关B43和旋转编码器38通过导线分别与PLC控制器连接。实现准确测量启动时间和旋转角度。

连接轴36与固定套35之间安装有轴承41，两轴承41之间的连接轴36上设有定位套42，连接轴36通过销子34设置在轴端压盘33内，旋转编码器38通过编码器支座39固定在固定套35上，接近开关B43通过接近开关支架44固定在固定套35上。

旋转编码器38为绝对值式旋转编码器。

离合器摩擦块更换报警控制系统包括至少一块内部安装有信号发生器的离合器摩擦块6和用于接收信号发生器发出信号的信号接收器，离合器摩擦块6设置在摩擦块支架20上，信号接收器与PLC控制器连接。实现准确检测离合器摩擦块6磨损量是否超过需要更换的数值，当超过时及时停车进行更换。

信号发送器为RFID芯片7，信号接收器为脉冲信号接收器28。

摩擦块支架20上对称设有两块内部设有RFID芯片7的离合器摩擦块6。

RFID芯片7设置在离合器摩擦块6内部，且RFID芯片7到离合器摩擦块6靠近脉冲信号接收器28一端端面距离为5mm。

脉冲信号接收器28设置在接收器支架29上。

本发明的安装、工作过程说明：

安装时将脉冲信号接收器28安装在集油盒上端的接收器支架29上，并用螺栓和弹簧垫将脉冲信号接收器28固定在接收器支架29上，将摩擦盘5安装在飞轮2上并用螺栓、弹簧垫、销子固定，将飞轮2内部安装好后整体放在飞轮支撑套30上并用压盖和螺栓固定，再用楔键13将摩擦块支架20固定在高速齿轮轴3上，用轴端端盖15和带孔螺栓固定，顶丝14安装在轴端端盖15的丝孔内并顶住楔键13防止位移，多块等厚的离合器摩擦块6安装在摩擦块支架20内，其中内部设有RFID芯片的离合器摩擦块对称安装在摩擦块支架20内。尼龙缓冲垫22用螺栓和弹簧垫安装在离合器活塞21正面槽内，并保证高出2mm,离合器压盘11用螺栓和垫圈固定在离合器活塞21后侧。离合器弹簧销24一端穿过离合器活塞盖12用带槽螺母和开口销固定，将离合器活塞21和离合器压盘11整体穿过离合器弹簧销24安装在离合器活塞盖12内，将弹簧25和弹簧垫圈26套在离合器压盘11后侧的离合器弹簧销24另一端上，用带槽螺母27和开口销固定并完成弹簧25所需预紧力的设定。用带孔螺栓10和5片等厚U型调整垫片9将离合器活塞21整体和飞轮2固定在一起，U型调整垫片9外端用垫片挡板8与螺栓和弹簧垫固定防止飞出。安装好后保证离合器摩擦块6和离合器压盘11之间留有2mm间隙。旋转接头17安装在离合器活塞盖12外部压盖16上，接近开关固定座18用螺栓和弹簧垫安装在旋转接头17上，接近开关固定座18上装有接近开关A19，接近开关A检测距离为4mm，飞轮2和离合器1旋转时接近开关A与旋转接头17保持不动，检测架23用带孔螺栓安装在离合器压盘11端部，检测架23随离合器活塞21一起动作，离合器活塞21行程设定为2mm。离合器摩擦块磨损量检测部件、摩擦块更换报警部件安装在离合器一端，传动轴旋转角度检测控制部件安装在制动器一端。

(1)当离合器1通气后离合器活塞21和检测架23一起向后移动，排气后离合器活塞21和检测架23在弹簧25弹力的作用下一起回移，PLC控制器通过接近开关A19感应检测架23位移信号来判断离合器摩擦块6磨损情况。离合器活塞21行程设定为2mm，接近开关A19检测距离设定为4mm。离合器摩擦块6磨损量小于2mm时，接近开关A19一直有信号输入，随着离合器摩擦块6磨损，离合器1通气后离合器活塞21和检测架23位移行程逐渐增大，当离合器摩擦块6磨损2mm时，检测架23与接近开关A19之间的距离正好是4mm，PLC控制器接收不到接近开关A19信号输出，系统停机报警。触摸屏提示：“减少离合器调整垫片厚度2mm”。调整时，操作者在触摸屏选择“维修”，系统会自动将滑块调至下死点位置，同时安全栓进入，然后停止主电机。然后操作者将各处垫片外侧挡板8、螺栓和弹簧垫拆下，将离合器活塞盖12外部各个带孔螺栓10松开分别抽出一片U型调整垫片9，然后按扭矩要求把所有带孔螺栓10拧紧，并系牢防松铁丝。完成调整后通气检测，当接近开关A19一直有信号输出时PLC控制系统恢复。调整完成后，操作者在触摸屏上选择“复位”，电机启动，PLC控制系统会根据绝对值式旋转编码器38数据自动将滑块停止位置复位到上死点，安全栓移出，机械压力机正常工作。

(2)接近开关B和绝对值式旋转编码器38同时工作，当机械压力机处于上死点时，凸轮37缺口45正对接近开关B43，此时接近开关B43无信号输出。启动时间为从系统发信号离合器1电磁阀动作通气开始到绝对值式旋转编码器38开始旋转有信号输出为止所用的时间，系统内已提前录入各启动时间对应的摩擦块磨损数据，系统实时监控记录并与数据库内的数值比照对应，智能判断摩擦块摩损情况，并显示在触摸屏上提示或控制运行情况，当时间变长说明离合器摩擦块磨损严重出现打滑现象。

(3)脉冲信号接收器28用螺栓安装在集油盒上的接收器支架29上，并用数据线连接与PLC控制器连接，将RFID芯片7内置于离合器摩擦块6一侧端面5mm处，并在该侧做标记。为防止误差安装时在摩擦块支架20对称位置放置2块内置RFID芯片7的离合器摩擦块6，并将有标记侧靠近脉冲信号接收器28,脉冲信号接收器28能够实时检测到离合器摩擦块6内RFID芯片7的数据反馈，有反馈时说明离合器摩擦块6没有达到要更换的程度，当离合器摩擦块6磨损量达到10mm时，离合器摩擦块6内的RFID芯片7磨损破坏，脉冲信号接收器28检测不到数据反馈，系统报警PLC控制压力机停止工作，同时触摸屏提示：“请更换摩擦块”。更换时，操作者在触摸屏选择“更换”，系统会自动将滑块调至下死点位置，然后停止主电机，同时安全栓进入。操作者完成更换离合器摩擦块6之后，在触摸屏上选择复位键，电机启动，PLC控制器会根据绝对值式旋转编码器38数据自动将滑块停止位置复位到上死点，安全栓移出，机械压力机正常工作状态。

本发明所述机械压力机离合器摩擦块智能测控装置中的离合器摩擦块磨损量检测控制系统、传动轴旋转角度检测控制系统、摩擦块更换报警控制系统可以准确及时自动检测控制离合器摩擦块磨损情况，解决了传统结构凸轮控制器47连接在中间轴48上，从离合器制动到最终凸轮停止转动，中间环节的齿轮间隙、链条46的松紧等造成误差的出现，不能准确的反应停止角度的技术问题，降低了对工人专业知识的要求，并且能提升产品质量，能更好的满足机械压力机自动化生产线的智能化需要。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，包括离合器、高速齿轮轴和制动器，高速齿轮轴一端设有离合器，另一端设有制动器，离合器包括飞轮、摩擦盘、摩擦块支架、离合器摩擦块、离合器压盘、离合器活塞、离合器活塞盖和压盖，摩擦盘与飞轮连接，若干离合器摩擦块设置在摩擦块支架内，离合器活塞与离合器压盘连接，离合器活塞盖与离合器压盘之间连接有离合器弹簧装置，制动器包括制动器压盘，其特征在于：所述离合器上分别设有离合器摩擦块磨损量检测控制系统和离合器摩擦块更换报警控制系统，所述制动器端部设有离合器传动轴旋转角度检测控制系统，所述离合器摩擦块磨损量检测控制系统包括设置在压盖外端部的旋转接头，所述旋转接头上设有接近开关A，所述离合器压盘端部设有与接近开关A配合检测摩擦块磨损量的检测架，离合器活塞盖与飞轮之间设有若干调整垫片，所述接近开关A通过导线与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述离合器活塞与离合器活塞盖相对的端面上设有尼龙缓冲垫，所述尼龙缓冲垫高出离合器活塞端面距离为U型调整垫片厚度。

3.根据权利要求2所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述离合器摩擦块与离合器压盘之间设有与U型调整垫片厚度相等的间距，所述U型调整垫片通过带孔螺栓固定，所述接近开关A的检测距离为U型调整垫片厚度的两倍。

4.根据权利要求1所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述离合器活塞盖与飞轮之间端部设有若干U型调整垫片，所述飞轮端部对应设有U型调整垫片的位置设有防止U型调整垫片飞出的垫片挡板，所述垫片挡板通过螺栓和弹垫安装在飞轮上。

5.根据权利要求1所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述离合器弹簧装置包括离合器弹簧销，所述离合器弹簧销一端穿过离合器压盘和离合器活塞盖通过螺母固定，另一端依次安装有弹簧、弹簧垫圈和带槽螺母。

6.根据权利要求1所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述检测架为L型检测架，L型检测架通过螺栓和弹垫安装在离合器压盘端部。

7.根据权利要求1所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述离合器传动轴旋转角度检测控制系统包括安装在制动器压盘上的支架，所述支架中心设有固定套，所述固定套内设有连接轴，所述连接轴一端安装在高速齿轮轴轴端压盘上，另一端安装有凸轮，所述凸轮上设有缺口，固定套外端面上设有与凸轮配合的接近开关B，所述连接轴外侧端部通过联轴器与旋转编码器连接，所述接近开关B和旋转编码器通过导线分别与PLC控制器连接。

8.根据权利要求7所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述连接轴与固定套之间安装有轴承，两轴承之间的连接轴上设有定位套，连接轴通过销子设置在轴端压盘内，所述旋转编码器通过编码器支座固定在固定套上，所述接近开关B通过接近开关支架固定在固定套上。

9.根据权利要求1所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述离合器摩擦块更换报警控制系统包括至少一块内部安装有RFID芯片的离合器摩擦块和用于接收RFID芯片信号的脉冲信号接收器，所述脉冲信号接收器与PLC控制器连接。

10.根据权利要求9所述的机械压力机离合器摩擦块智能测控装置，其特征在于：所述摩擦块支架上对称设有两块内部设有RFID芯片的离合器摩擦块，RFID芯片设置在离合器摩擦块内部，且RFID芯片到离合器摩擦块靠近脉冲信号接收器一端端面的距离大于U型调整垫片的厚度，脉冲信号接收器设置在接收器支架上。